ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дегазация в струйных аппаратах из "Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров" В аппарате [39] струи, образующиеся при прохождении раствора через отверстия ситчатой тарелки, движутся сверху вниз в газовом пространстве под действием силы тяжести. При высоте аппарата 20 м струи (нити) разрываются на капли, поэтому в нижней части аппарата раствор движется не в виде струй, а в виде капель. Противотоком раствору движется инертный газ, уносящий пары растворителя. В качестве инертного газа могут использоваться водяной пар, азот, углекислый газ. [c.276] Скорость движения нитей большая, соответственно мало время пребывания нитей в газовом пространстве. По этой причине для достижения требуемой степени отгонки растворителя используется рециркуляция раствора (рис. 6.36). Аналогично, для многократного использования инертного газа применяется его рециркуляция. [c.276] При движении жидкой струи в таком аппарате обновления поверхности струи не происходит, поэтому для интенсификации процесса используется секционирова- ние аппарата путем установки ситчатых тарелок по всей высоте. В тарельчатом аппарате на каждой тарелке возникает слой жидкости необходимый для создания напора, под действием которого происходит истечение струй. В этом слое происходит 7 смешение струй и формирование новых струй, т. е. тарелки служат для обновления поверхности струй [40 ]. [c.277] Для прохода газовой фазы используются колпачки (рис. 6.37). Газ в межтарелочном пространстве проходит перпендикулярно струям жидкости. На рис. 6.38 представлены аппараты, в которых дегазация раствора проводится под вакуумом. Отвод паров растворителя осуществляется через периферийную или центральную часть аппарата. [c.277] Струя жидкости, находящаяся в межтарелочном пространстве, испытывает влияние силы тяжести, в результате чего сечение струи и скорость движения струи изменяются. [c.277] Граничные условия v = v,-, при л = 0 dvidx = О при х = Н. Здесь V — скорость струи и,,— скорость в отверстии тарелки д- — координата v — кинематическая вязкость жидкости Н — высота струи g — ускорение свободного падения. [c.278] Перестройка профиля скоростей заканчивается в непосредственной близости от отверстия тарелки [43]. [c.278] Дальнейшее изменение формы струи связано с воздействием силы тяжести на свободную струю. В целом изменение сечения струи можно рассматривать условно состоящим из двух этапов 1) мгновенное изменение сечения струи из-за перестройки профиля скоростей непосредственно на выходе из отверстия 2) плавное изменение сечения струи по всей высоте из-за воздействия силы тяжести. [c.278] Для расчета аппарата необходима равновесная кривая. Для процесса сушки каучука она должна быть получена экспериментально. Для процесса отгонки углеводородного растворителя используется уравнение равновесия (3.9). [c.281] Математическая модель процесса включает уравнения (3.9), (6.84), (б.91)-(6.96). [c.281] При расчете промышленного аппарата математическая модель используется только для определения к. п. д. тарелки. Число тарелок находится графическим способом по уравнению материального баланса и уравнению равновесия. [c.281] Вязкость газожидкостной смеси каучук—воздух отличается от вязкости чистого каучука незначительно, поэтому насыщение жидкости пузырьками газа при расчете может не учитываться. [c.281] Жидкостные струи могут создаваться не только действием силы тяжести, но и действием центробежной силы или давлением среды. В центробежных распылителях для диспергирования жидкости используются вращающиеся перфорированные барабаны. Однако струи, выходящие из отверстий барабана, не дробятся на капли, несмотря на то, что па них действуют значительные центробежные силы и силы сопротивления среды. Силы вязкости препятствуют дроблению струй, поэтому в полете струя вытягивается, диаметр ее уменьшается, массоотдача в результате этого интенсифицируется, но аппарат работает не как распылитель капельный, а как распылитель струйный. Использование центробежной силы для продавли-вания каучука через отверстия тарелки позволяет увеличить производительность аппарата. На рис. 6.39 представлен струйно-пленочный аппарат с продавливанием струй жидкости через отверстия под действием центробежной силы. Аппарат является многоступенчатым. Навалу по высоте укреплено несколько перфорированных барабанов. Боковые стенки барабанов имеют отверстия диаметром 2—6 мм. Раствор каучука, выходящий из отверстий барабана в виде струй, движется к стенке аппарата, а затем в виде пленки стекает по стенке, обогреваемой через рубашку. Таким образом, массоотдача осуществляется с поверхности струй и с поверхности пленки. При течении по стенке каучук дополнительно нагревается от рубашки. Исходный раствор каучука перед подачей в аппарат нагревается до 60—90 °С. [c.282] Со стенки аппарата раствор каучука перетекает на нижележащий барабан по конусу с зубчатыми краями. Отгонка растворителя осуществляется под вакуумом или при подаче инертного газа. Зубчатые края конуса разрывают стекающую пленку на отдельные струйки, между которыми к выходному патрубку проходят пары растворителя или инертный газ. [c.282] Производительность аппарата в небольших пределах может регулироваться изменением частоты вращения вала. Число тарелок ограничивается критической скоростью вала. По этой причине вал имеет длину не более 3 м. [c.282] Струи вязкой жидкости более устойчивы, поскольку вязкость способствует стабилизации струй при распаде струй вязкой жидкости образуются не капли, а обрывки цилиндрической струи. При увеличении диаметра и скорости истечения длина струи также увеличивается. [c.283] При истечении из тонкостенного барабана коэффициент расхода равен 0,73 и не зависит от числа отверстий, их диаметра и шага между отверстиями. [c.283] Для системы координат, жестко связанной с барабаном, каждая точка окружающего пространства, чтобы быть неподвижной в новой системе координат, должна иметь скорость и = сог, где г — текущее значение радиуса, м. [c.284] Из уравнения (6.99) следует, что при увеличении радиуса скорость струи увеличивается. Следовательно, с учетом уравнения неразрывности диаметр струи уменьшается. Такая вытяжка струи способствует интенсификации массоотдачи. Массоотдача от струй жидкости может быть приближенно рассчитана по средним параметрам струи. [c.284] Зная коэффициент массоотдачи и количество отгоняемого компонента, можно рассчитать необходимую поверхность массоотдачи. Количество отверстий барабана определится как отношение необходимой поверхности массоотдачи к поверхности одной струи. [c.285] Вернуться к основной статье